基于知識學(xué)習(xí)的冠心病風(fēng)險(xiǎn)功能模塊挖掘方法研究.pdf

1、[目的]
　　 發(fā)展基于先驗(yàn)知識挖掘冠心病風(fēng)險(xiǎn)功能模塊的網(wǎng)絡(luò)分析方法，為研究冠心病發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制和尋找風(fēng)險(xiǎn)基因提供研究方向。
　　 [方法]
　　 1.根據(jù)復(fù)雜疾病的生物學(xué)機(jī)制以及結(jié)合蛋白互作的本質(zhì)，從已報(bào)道的疾病風(fēng)險(xiǎn)基因出發(fā)，整合PPI知識實(shí)現(xiàn)疾病風(fēng)險(xiǎn)基因網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和擴(kuò)展。
　　 2.利用基于圖論的Newman譜算法分解網(wǎng)絡(luò)獲取緊密聯(lián)系的模塊。
　　 3.計(jì)算模塊的拓?fù)鋵W(xué)指標(biāo)（直徑，特征路徑

2、長度，連通度，聚類系數(shù)），檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)重要的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（小世界性，無標(biāo)度性，等級性）。
　　 4.利用泊松分布計(jì)算模塊的核心基因，并通過基因與疾病數(shù)據(jù)庫驗(yàn)證其與冠心病的關(guān)系。
　　 5.對各模塊進(jìn)行GO節(jié)點(diǎn)和KEGG通路的功能富集分析。
　　 [結(jié)果]
　　 1.應(yīng)用266個(gè)冠心病相關(guān)基因作為初始基因，由蛋白-蛋白互作知識引導(dǎo)構(gòu)建了一個(gè)包含1838個(gè)基因和9777個(gè)互作對子冠心病特異性基因網(wǎng)絡(luò)。
　　

3、2.利用Newman譜算法分解得到14個(gè)功能模塊，所有模塊都具有小世界性，12個(gè)模塊具有無標(biāo)度性，4個(gè)模塊具有等級性。
　　 3.通過計(jì)算共得到114個(gè)核心基因共，其中23％是初始基因，17％的基因已有文獻(xiàn)支持和冠心病相關(guān)，32％的基因報(bào)道和心血管疾病相關(guān)，剩下的基因有文獻(xiàn)支持與冠心病的危險(xiǎn)因素如高血壓、2型糖尿病和肥胖等相關(guān)。
　　 4.富集的部分GO節(jié)點(diǎn)和KEGG通路與已有文獻(xiàn)支持的冠心病發(fā)病機(jī)制一致如炎癥反應(yīng)，免疫

4、反應(yīng)，血管平滑肌細(xì)胞增殖，血小板凝集等;富集到的其它功能可能是冠心病的潛在發(fā)病機(jī)制，如雄激素受體信號通路，神經(jīng)肽激素激活，YY肽受體激活，NOD樣受體信號通路，RIG-Ⅰ樣受體信號通路等。
　　 [結(jié)論]
　　 本文提出了一種不依賴于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)建復(fù)雜疾病風(fēng)險(xiǎn)基因網(wǎng)絡(luò)及風(fēng)險(xiǎn)功能模塊識別的有效方法。該方法不僅計(jì)算簡易，而且彌補(bǔ)了現(xiàn)有方法的一些不足，使結(jié)果更具生物學(xué)合理性。下游功能學(xué)分析和文獻(xiàn)挖掘表明本研究的結(jié)果得到前人研究成